Les fortes hausses récentes des prix du gaz en Europe sont dues à une augmentation de la demande et à une réduction de l'offre. Malgré la tendance aux énergies renouvelables, le gaz naturel reste un combustible intéressant pour les applications industrielles et de production d'électricité, car il est relativement efficace et brûle plus proprement que le charbon et les produits pétroliers. En outre, les gouvernements et les fournisseurs d'énergie du monde entier se tournent vers l'injection d'hydrogène dans les systèmes de transport de gaz naturel afin de réduire à la fois la consommation de combustibles fossiles et les émissions.
Alors que la production de gazest relativement prévisible, sa consommation est marquée par des variations météorologiques saisonnières et quotidiennes. Les compagnies d'énergie compensent la demande variable en stockant le gaz et cela devient encore plus important à mesure que les approvisionnements normaux sont réduits. Le gaz naturel peut être stocké de plusieurs façons, mais il est le plus souvent conservé sous terre sous pression, idéalement à proximité de l'endroit où il est consommé. Les entreprises énergétiques réutilisent les gisements d'hydrocarbures (pétrole et gaz) épuisés, les aquifères et les cavernes de sel pour stocker les stocks de gaz naturel, ce qui leur permet de répondre plus facilement aux pics de consommation.
Chaque méthode de stockage présente des caractéristiques physiques spécifiques, notamment la porosité, la perméabilité et la capacité de rétention. La capacité du stockage et le taux de productibilité - la vitesse à laquelle le gaz peut être soutiré - sont particulièrement importants car ils ont un impact sur l'économie de l'installation de stockage. Pourquoi l'humidité est-elle si importante ?
Pourquoi les mesures d'humidité dans le gaz naturel sont-elles importantes ?
L'une des conséquences du stockage souterrain du gaz est qu'inévitablement, il devient impur. Le pompage du gaz dans ce qui est essentiellement un " trou humide dans le sol " augmente sa teneur en humidité. Il est bien connu qu'un contrôle strict de la concentration d'humidité est essentiel pour un fonctionnement sûr et efficace du réseau de transport. À cette fin, les compagnies d'énergie ont besoin d'un moyen rapide, précis et fiable de mesurer l'humidité qui se produit lorsque le gaz est exporté du stockage. Il s'agit de juger si un traitement de déshydratation est nécessaire pour respecter la limite tarifaire/spécification contractuelle de la teneur en humidité exigée par l'opérateur du gazoduc de transport qui reçoit le gaz.
Les sociétés d'énergie mesurent l'humidité dans le gaz naturel à l'aide d'une série de techniques, chacune ayant ses avantages et ses inconvénients en termes de précision, de rapidité et de coût de la mesure. Les technologies disponibles pour la mesure de l'humidité comprennent les capteurs d'impédance et capacitifs, le miroir refroidi, la microbalance à cristaux de quartz et la spectroscopie laser à diode accordable.
Quels sont les problèmes potentiels des mesures d'humidité dans le gaz naturel ?
Si l'analyse est imprécise, il y a deux issues possibles. Les conséquences dépendent du fait que l'analyse renvoie une surestimation ou une sous-estimation de la véritable teneur en humidité.
Surestimation
Une analyse qui rapporte une teneur en humidité plus élevée que la teneur réelle dans le gaz est connue sous le nom de " sur-lecture ". Les surlectures augmentent les coûts et ajoutent des retards à la libération du gaz parce que l'opérateur effectue un traitement d'élimination de l'humidité plus important que nécessaire. Ces coûts de traitement supplémentaires peuvent rapidement devenir importants à mesure que les volumes de gaz augmentent.
Sous-lecture
La sous lecture consiste à signaler des taux d'humidité plus faibles que la réalité. Cela entraîne le risque que l'opérateur ne retire pas suffisamment d'humidité du gaz. Cela pourrait entraîner la formation d'hydrates dans le pipeline de transport en aval, avec un risque de blocage du pipeline et d'endommagement du compresseur. Dans le pire des cas, le non-respect des spécifications contractuelles spécifications ou des limites tarifaires peut conduire à la fermeture de la canalisation de transport entraînant des pertes commerciales et des amendes, un risque accru de corrosion de la canalisation et, finalement, une défaillance catastrophique de la pression.
Quelles sont les techniques de mesure recommandées pour mesurer l'humidité dans le gaz naturel stocké ?
Les spectromètres d'absorption laser à diode accordable (TDLAS) sont particulièrement adaptés à la mesure de la teneur en humidité du gaz naturel. Le site Michell OptiPEAK TDL600 est un analyseur de nouvelle génération qui automatise la mesure en ligne de l'humidité dans des compositions variables de gaz naturel et de biométhane. Il offre une précision inégalée, avec une plage de fonctionnement allant jusqu'à 1ppmV et un temps de réponse rapide. de réponse rapide. Sa faible maintenance, son installation et sa configuration simples et son auto-vérification intégrée assurent son faible coût global de possession.
L'analyseur d'humidité OptiPEAK TDL600 de Michell dans le gaz naturel
Réaliser des mesures d'humidité fiables dans des compositions de gaz naturel changeantes
Les analyseurs TDLAS souffrent d'interférences importantes lorsqu'ils interagissent avec le méthane, l'éthane, Dioxyde de carbone et Sulfure d'hydrogène : tous ces éléments sont présents dans le gaz naturel. Notre article précédent , 'Qu'est-ce que le point de rosée des hydrocarbures et comment le mesurer ?' présente une analyse détaillée de la composition du gaz naturel.
Les composants du gaz naturel - découvrez-en plus
Le niveau d'interférence régit les limites de détection et la précision, mais ces erreurs peuvent être atténuées en étalonnant l'analyseur pour la composition du gaz utilisé. Cependant, la composition du gaz naturel dans le monde réel varie considérablement, ce qui entraîne des erreurs en dehors des déclarations de performance des fabricants. Une limite de performance TDLAS spécifiée de ±4ppm suggère une bande de confiance d'environ 2 °C au point de rosée. En réalité, cette variation pourrait atteindre 20ppmV et se produire à n'importe quel point de mesure où la composition du gaz naturel change. Un exemple typique serait les gazoducs de transport qui sont alimentés par de multiples puits de gaz, alimentés en GPL regazéifié ou en aval de l'injection de gaz combustible non conventionnel, tel que le biométhane.
L'effet de ce phénomène est spectaculaire puisque l'erreur supplémentaire augmente la bande de confiance à environ 14 °C de point de rosée.
L'OptiPEAK TDL600 de Michell offre une précision inégalée de ±1ppmV sur les plages de composition des gaz du monde réel. Ce niveau de précision permet de se prémunir à la fois contre les coûts de processus inutiles dus à un séchage excessif et contre les arrêts dus à des mesures trop pessimistes. Nous estimons que l'amélioration de la précision à ce niveau a le potentiel de fournir des économies d'efficacité allant jusqu'à 20 % lors du traitement du gaz dans le monde réel.
Une technique de mesure sans contact protège de la contamination par le glycol dans le gaz naturel
La façon la plus courante et la plus rentable d'éliminer l'eau du gaz naturel est d'utiliser le glycol comme dessiccateur liquide au sein d'un procédé d'absorption ou de contacteur de glycol. Bien que cette approche soit bien établie, elle comporte certains risques. L'un des problèmes potentiels est que des vitesses de gaz excessives peuvent forcer le glycol à sortir par le haut de la colonne avec le flux de gaz naturel sec. Le glycol a une constante diélectrique élevée, de sorte que tout capteur d'humidité en aval qui utilise la technologie des capteurs capacitifs/impédance à oxyde métallique détectera le glycol et renverra des lectures inexactes ou complètement humides. L'utilisation de la technologie TDLAS, qui est une mesure sans contact, est immunisée contre les effets de la contamination par le glycol.
Préparé pour les mélanges d'hydrogène et de gaz naturel
En plus de son immunité à la contamination, le Michell OptiPEAK TDL600 utilise des algorithmes de spectroscopie avancés pour compenser automatiquement la variation de la composition du gaz de fond. Cela devient particulièrement utile étant donné que diverses initiatives environnementales gouvernementales en Europe exigent que 20 % de l'énergie de l'UE provienne de sources renouvelables. L'injection de biométhane dans les réseaux de distribution de gaz naturel est également courante en Europe et en Amérique du Nord. L'injection d'hydrogène est une étape supplémentaire dans la réduction de la proportion de combustible fossile dans les approvisionnements en gaz naturel. Des progrès vers une injection d'H2 à hauteur de 20 %, produite par électrolyse de l'eau alimentée par l'excédent d'électricité d'origine solaire et éolienne, sont envisagés au sein des réseaux des pays de l'UE.
Il a été prouvé que ces niveaux accrus d'hydrogène n'ont aucun effet sur la précision de mesure de l'analyseur TDLAS de Michell. Ceci est soutenu dans le cadre de tests indépendants menés par DBI Gas- und Umwelttechnik à Leipzig où 10 mol% d'H2 ajouté. dans du gaz naturel n'a montré aucun effet négatif sur la précision et les performances de mesure globales du TDL600.
Alors que ce secteur continue d'évoluer en extrayant du gaz naturel de sources diverses comme le schiste, et que l'injection de gaz combustible non conventionnel comme le biométhane et l'hydrogène devient plus courante, les opérateurs ont besoin de technologies de mesure plus rapides, plus précises et plus robustes.
Les analyseurs TDLAS existants semblent offrir une solution mais ne tiennent souvent pas leurs promesses dans le monde réel car, dans les situations où la composition du gaz change, les interférences de fond peuvent entraîner des erreurs importantes.
Le Michell OptiPEAK TDL600 est capable de quantifier les niveaux d'humidité dans le gaz naturel avec une précision à un chiffre en ppmV, même en présence de composants acides et aigres tels que le dioxyde de carbone et le sulfure d'hydrogène et avec des niveaux variables d'hydrogène. Ce niveau de précision débloque des économies d'efficacité potentielles pouvant atteindre 20 % lorsqu'il est appliqué au traitement et à l'élimination de l'humidité du gaz naturel.
Vous voulez en savoir plus sur le stockage du gaz naturel ? La valeur du stockage du gaz - Questions et réponses par Gas Infrastructure Europe est un excellent point de départ.
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